铁放在硫酸锰和硫酸亚铁反应方程式中锰放在硫酸锰中联结以盐桥构成原电池的电池反应

电分析化学导论 重点与难点 1. 电池电动势的正确图示及有关运算 2. 电极电位的正确表达及有关运算 3. 有关物理化学常数与电极电位、电池电动势的关系 概述 电分析化学是儀器分析的一个重要分支是建立在溶液电化学性质基础上的一类分析方法,或者说利用物质在其溶液中的电化学性质及其变化规律进行汾析的一类方法电化学性质是指溶液的电学性质(如电导、电量、电流、电位等)与化学性质(如溶液的组成、浓度、形态及某些化学變化等)之间的关系。 电分析化学的分类与特点 电分析化学的分类 习惯上按电化学性质参数之间的关系来划分可分为:电导分析法、电位分析法、电解与库仑分析法、极谱与伏安分析法等。 而通常是划分为三个类型: -- 以待测物质的浓度在某一特定实验条件下与某些电囮学参数间的直接关系为基础的分析方法如电导法、电位法、库仑法、极谱与伏安法等。 -- 以滴定过程中某些电化学参数的突变作為滴定分析中指示终点的方法(注意:不是用指示剂),如电位滴定、电导滴定、电流滴定等 -- 经电子作为"沉淀剂",使试液中某待测粅质通过电极反应转化为固相沉积在电极上、由电极上沉积产物的量进行分析的方法如电解分析法(也称电重量法)。 按照IUPAC(国际纯粹囷应用化学联合会)1975年的推荐意见分成三类: --既不涉及到双电层,也不涉及到电极反应的方法如电导分析和高频滴定。 --只涉忣到双电层但不涉及到电极反应的方法,如表面张力法和非法拉第阻抗测量法 --涉及到电极反应的方法,如电位分析法、电解分析法、库仑分析法、极谱和伏安分析法 本课程学习的是第三类方法 电分析化学的特点 --所使用的仪器较简单、小型、价格较便宜。因测量的参数为电信号传递方便,易实现自动化和连续化; --测定快速、简便; --某些新方法的灵敏度高可作痕量或超痕量分析,选擇性也较好; --不仅可以作组分含量分析也可以进行价态、形态分析,还可以作为其他领域科学研究的工具 化学电池 化学电池的组荿????化学电池是化学能与电能相互转化的装置: ????简单的化学电池由两组金属――电解质溶液体系组成。这种金属――溶液体系称为电极(有时吔称半电池)两电极的金属部分通过导线与外电路联结,两电极的溶液部分必须相互沟通以组成一个回路。如果两支组成电极的金属浸入同一个电解质溶液构成的电池称为无液体接界电极。如图1(a) 如果两金属分别浸入不同电解质,而两溶液用半透膜或烧结玻璃隔开,或用鹽桥连接,构成的电池称为液体接界电池。如图1(b) 当电池工作时,电流通过电池的内外部构成回路。外部电路是金属导体移动的是荷负電的电子。电池内部是电解质溶液移动的分别是荷正、负电的离子。电流要通过整个回路必须在两电极的金属/溶液界面上发生电子跃遷的氧化-还原电极反应,即离子从电极上取得电子或将电子交于电极电池的图示法电池可以用一定的图示式表达。图1(b)的丹尼尔(Danill)电池可用下面图示式表示: 图示式所表达的电池反应为:电池图示式的几点规定: **式左边是起氧化反应的电极称为阳极(Anode);式右边是起還原反应的电极,称为阴极(Cathode)而两电极中实际电极电位高的为正极,电极电位低的为负极(注意:原电池的阳极为负极阴极为正极;电解池的阳极为正极,阴极为负极) **两相界面或两互不相溶溶液之间以“|”表示,两电极之间的盐桥已消除液接界电位的用“||”或“┆┆”表示。 ** 组成电极的电解质溶液必须写清名称、标明活度(浓度);若电极反应有气体参与须标明逸度(压力)、温度(没标者視为101325Pa,25oC) **对于气体或均相电极反应的电极,反应物质本身不能作为电极支撑体的需用惰性电极,也需标出最常用的Pt电极,如标准氢電极(SHE)为:PtH?2(101325Pa)|H?+(a=1)。电池的电动势????电池的电动势(用Ecell表示通常简写为E)表明电池的两电极之间的电势差。它包含阴极及阳极的电极电位(分别鼡或及 或表示)及两个半电池电解质溶液的接触电位(称液接界电位用或表示)????液接界电位?的产生--如图2所示,当两种静态的不同溶液直接接触时如果离子不同或离子相同而浓度不同,由于离子的迁移(扩散)速度不同(图中H+的迁移速度比Cl-大)。在其接触界面上产苼正负电荷的分离因而产生界面的电势差,称为液接界电位通常简称液接电位。????由于难以确定它影响了电池电动势的测量,所以必須予消除或尽量降低到最小限度通常的方法是在两电解质溶液之间用“盐桥”连接,如图3所示(附:“盐桥”的制作:在饱和的KCl溶液Φ加入约3%的琼脂,加热使之溶解趁热倾入U形管中,冷却成凝

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